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模块化编程

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模块化(modular)编程,是强调将电脑程序的功能分离成独立的、可相互改变的“模块”(module)的软件设计技术,它使得每个模块都包含着执行预期功能的一个唯一方面(aspect)所必需的所有东西。

模块接口表达了这个模块所提供的和所要求的元素。这些在接口中定义的元素可以被其他模块检测到。模块实现包含了工作代码,它们对应于在接口中声明的元素。模块化编程密切相关于结构化编程面向对象编程,他们有着通过分解成更小部分的方式,促进大型软件和系统的建构的相同目标,并且都大致起源于1960年代。尽管这些术语的史上的用法曾经是不兼容的,“模块化编程”现在指称将整个程序的代码分开成各部分的高层分解:结构化编程是采用结构化控制流的低层代码使用,而面向对象编程是对象的“数据”使用,对象是某种数据结构

在面向对象编程中,使用接口作为一种架构上的模式(pattern)来构造模块叫做基于接口编程

语言支持

正式支持模块概念的语言包括:AdaAlgolBlitzMax英语BlitzMaxC#, ClojureCOBOLDDarteC英语eC (programming language)ErlangElixirElmF英语F (programming language)F#FortranGoHaskellIBM/360英语IBM/360汇编语言IBM i控制语言英语IBM i Control Language(CL)、IBM RPG英语IBM RPGJava[注 1]MATLABMLModulaModula-2Modula-3、Morpho、NEWP英语NEWPOberonOberon-2英语Oberon-2Objective-COCaml、一些派生的PascalComponent Pascal英语Component PascalObject PascalTurbo PascalUCSD Pascal)、 PerlPL/IPureBasicPythonRuby[2]RustJavaScript[3]Visual Basic .NETWebDNA

历史

模块没有包括在最初的ALGOL 68(1968年)规定中,但是作为扩展被包括于早期的实现中,如ALGOL 68-R英语ALGOL 68-R(1970年)和ALGOL 68C英语ALGOL 68C(1970年),并在此后进行了形式化[4]。开始就设计为模块化编程的第一个语言是Niklaus Wirth的短寿的Modula(1975年)。另一个早期模块化语言是Xerox PARCMesa(1976年),Wirth提出了Modula和Mesa的继任者Modula-2(1978年),它影响了以后的语言,特别是通过它的后继者Modula-3(1988年)。

模块化编程从1980年代开始广泛传播:最初的Pascal语言(1970年)不包括模口,但是后来的版本,特别是UCSD Pascal(1978年)和Turbo Pascal(1983年)以“单元”的形式包括了它们,受Pascal影响的Ada(1980年)也是如此。扩展Pascal ISO 10206:1990标准在模块支持上保持接近于Modula2。Standard ML(1984年)是有着最完全的模块系统的语言之一[5],包括了在模块间映射的函子(参数化模块)。

在1980年代和1990年代,模块化编程被遮盖于并经常被混淆于面向对象编程,特别是由于C++Java的流行。例如,C语言家族中的C++(最初在1980年是具有类的C)和Objective-C(1983年)很早就已经支持了对象和类,只在30年后甚至更久之后才支持模块。Java(1995年)以包的形式支持模块,然而代码组织的主要单元是类。但是Python(1991年)从开始就突出的使用模块和对象二者,使用模块作为代码组织的主要单元,使用包作为大规模的单元;而Perl 5(1994年)包括了对模块和对象二者的支持,具有能从CPAN(1993年)获得的大量的模块。

模块化编程现在已经普及了,自从1990年代能在几乎所有主要语言的开发中找到。模块的相对重要性因语言而异,并在基于类的面向对象语言中,仍与作为组织和封装的单元的类存在重叠和混淆,而它们都被良好的确立为独立的概念。

参见

注释

  1. ^ The term "package" is used for the analog of modules in the JLS;[1] — see Java package. "Modules", a kind of collection of packages, are planned for Java 9 as part of Project Jigsaw; these were earlier called "superpackages" and planned for Java 7.

参考文献

  1. ^ James Gosling, Bill Joy, Guy Steele, Gilad Bracha, The Java Language Specification, Third Edition, ISBN 0-321-24678-0, 2005. In the Introduction, it is stated "Chapter 7 describes the structure of a program, which is organized into packages similar to the modules of Modula." The word "module" has no special meaning in Java.
  2. ^ [1]
  3. ^ ECMAScript® 2015 Language Specification, 15.2 Modules
  4. ^ Lindsey, Charles H. Proposal for a Modules Facility in ALGOL 68 (PDF). ALGOL Bulletin. Feb 1976, (39): 20–29 [2014-12-01]. (原始内容 (PDF)存档于2016-03-03). 
  5. ^ David MacQueen. Modules for Standard ML, LFP '84 Proceedings of the 1984 ACM Symposium on LISP and functional programming: 198–207. August 1984. 

外部链接

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